臺灣博碩士論文加值系統

本論文針對永磁同步馬達設計無位置感測控制。主要架構有永磁同步馬達、三相三線式全橋變頻器、輔助電源與微控制器周邊電路等。本文利用高頻注入法並結合延伸電動勢估測法，實現無位置感測控制。驅動方法以適用於零轉速啟動與低轉速的高頻注入法，待馬達啟動至穩定轉速後切換至延伸電動勢估測法將馬達帶到高轉速，再搭配以空間向量脈波寬度調變為基礎的分切合整電流控制法，並透過微控制器來實現前述的控制方法。

This thesis is referring to design a sensorless control for a Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM). The main structure includes a PMSM, a three-phase three-wire inverter, an auxiliary circuit and the peripheral circuits of the micro-controller. This research combines high frequency injection and extended-EMF to achieve position sensorless control. High frequency injection is adopted to estimate the rotor speed and the rotor position by this thesis. It is suitable for the motor at black start and low speed. When the motor attains steady speeds, the driver will switch to the extended-EMFestimatorto drive motor to high speeds. The Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) is implemented in this thesis for division-summation (D-Σ) current control. All the controls are accomplished via the micro-controller.

摘要 I
ABSTRACT II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2文獻回顧 2
1.2.1無感測器控制法 2
1.2.2常見的馬達驅動方法 3
1.3論文大綱 5
第二章 永磁同步馬達 6
2.1永磁同步馬達構造 6
2.2永磁同步馬達數學模型 8
2.3馬達參數估測 11
2.3.1馬達線圈電阻與電感 12
2.3.2反電動勢常數 13
第三章 無位置感測原理 14
3.1高頻訊號注入法 14
3.2延伸電動勢估測法 17
3.3數位濾波器設計 20
3.3.1有限脈衝響應濾波器 20
3.3.2無限脈衝響應濾波器 22
第四章 永磁同步馬達驅動器系統 25
4.1驅動器系統架構 25
4.2周邊電路 26
4.3電流控制法則與動作原理 31
4.3.1分切合整電流控制責任週期推導 34
4.3.2電路動作原理 37
4.4 軟體規劃 44
4.4.1微控制器介紹 45
4.4.2程式流程 53
第五章 系統實測 56
5.1驅動器規格 56
5.2實測波形 58
5.2.1高頻注入法驅動 58
5.2.2延伸電動勢法估測角度與估測轉速 62
5.2.3變載追蹤實測 68
第六章 結論與未來研究方向 78
6.1結論 78
6.2未來研究方向 78
參考文獻 79

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